RU2142075C1

RU2142075C1 - Pump-ejector plant (versions)

Info

Publication number: RU2142075C1
Application number: RU98107353/06A
Authority: RU
Inventors: С.А.(RU) Попов; С.А. Попов
Original assignee: Попов Сергей Анатольевич; Петрухин Евгений Дмитриевич
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 1999-11-27
Also published as: US6302655B1; WO1999054631A1

Abstract

FIELD: forming vacuum and compression of evacuated medium. SUBSTANCE: plant includes jet pump whose outlet is connected to pump inlet and nozzle inlet is connected to pump outlet and medium inlet is connected to separator. According to another version, plant is provided with jet pump whose is connected to pump inlet, nozzle inlet is connected to ejecting medium source and inlet of medium being handles is connected to separator. EFFECT: enhanced operational reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к установкам для создания вакуума и сжатия откачиваемой газообразной среды. The invention relates to the field of inkjet technology, mainly to installations for creating a vacuum and compressing the evacuated gaseous medium.

Известна насосно-эжекторная установка, содержащая насос, сепаратор и струйный аппарат, причем в струйном аппарате подаваемая в него насосом вода под собственным весом падает вниз и за счет этого увлекает в струйный аппарат откачиваемый и сжимаемый воздух, который затем в сепараторе отделяется от воды. Сжатый воздух из сепаратора подается потребителю, а вода из сепаратора насосом вновь подается в струйный аппарат (см., SU, патент 1955, МПК 6 F 04 F 5/12, 30.11.26). A pump-ejector installation is known, comprising a pump, a separator and a jet apparatus, and in the jet apparatus, the water supplied to it by the pump falls under its own weight and thereby draws pumped and compressed air into the jet apparatus, which is then separated from the water in the separator. Compressed air from the separator is supplied to the consumer, and water from the separator is pumped again to the jet apparatus (see, SU, patent 1955, IPC 6 F 04 F 5/12, 30.11.26).

Однако существенным недостатком данной компрессорной установки является то, что эффективность работы установки полностью зависит от высоты струйного аппарата, что ведет к значительному увеличению габаритов и, как следствие, к большой материалоемкости установки. However, a significant drawback of this compressor installation is that the operation efficiency of the installation completely depends on the height of the jet apparatus, which leads to a significant increase in dimensions and, as a result, to a large material consumption of the installation.

Наиболее близкой к описываемой установке по технической сущности и достигаемому результату является насосно-эжекторная установка, содержащая сепаратор, жидкостно-газовый эжектор, подключенный входом газообразной среды к источнику откачиваемой среды, выходом - к сепаратору и входом в сопло - к выходу насоса (см., книгу Лямаева Б.Ф. Гидроструйные насосы и установки, Ленинград, Машиностроение, 1988, с. 139-141). The closest to the described installation in terms of technical nature and the achieved result is a pump-ejector installation containing a separator, a liquid-gas ejector connected to the gaseous medium inlet to the source of the pumped medium, the outlet to the separator and the nozzle inlet to the pump outlet (see, book Lyamaev B.F. Hydro-jet pumps and installations, Leningrad, Mechanical Engineering, 1988, pp. 139-141).

Данные установки позволяют откачивать и сжимать газообразные среды. Однако эффективность работы данных установок сравнительно невысока, что связано с большими энергозатратами на сжатие газообразной среды. These installations allow pumping and compressing gaseous media. However, the efficiency of these installations is relatively low, which is associated with large energy consumption for the compression of a gaseous medium.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности работы, увеличение эффективности работы и расширение диапазона регулирования режима работы установки. The problem to which the present invention is directed, is to increase reliability, increase efficiency and expand the range of regulation of the operating mode of the installation.

Указанная задача решается за счет того, что насосно-эжекторная установка, содержащая сепаратор, жидкостно-газовый эжектор, подключенный входом газообразной среды к источнику откачиваемой среды, выходом - к сепаратору и входом в сопло - к выходу насоса, снабжена струйным насосом, подключенным выходом - к входу в насос, входом в сопло - к выходу насоса и входом перекачиваемой среды - к сепаратору. This problem is solved due to the fact that the pump-ejector installation containing a separator, a liquid-gas ejector connected to the input of the gaseous medium to the source of the pumped medium, the output to the separator and the entrance to the nozzle to the pump output, is equipped with a jet pump connected to the output to the pump inlet, to the nozzle inlet - to the pump outlet and the inlet of the pumped medium to the separator.

В другом варианте выполнения насосно-эжекторная установка содержит сепаратор, жидкостно-газовый эжектор, подключенный входом газообразной среды к источнику откачиваемой среды, выходом - к сепаратору и входом в сопло - к выходу насоса, при этом установка снабжена струйным насосом, подключенным выходом - к входу в насос, входом в сопло - к источнику эжектирующей среды и входом перекачиваемой среды - к сепаратору. In another embodiment, the pump-ejector installation comprises a separator, a liquid-gas ejector connected to the source of the pumped-off medium by the input of the gaseous medium, the output to the separator and the nozzle inlet to the pump outlet, the installation being equipped with a jet pump, the connected output to the input into the pump, by the entrance to the nozzle - to the source of the ejection medium and the entrance of the pumped medium - to the separator.

Кроме того, установка может быть снабжена дополнительным насосом, подключенным входом - к сепаратору и выходом - к входу в сопло струйного насоса. In addition, the installation can be equipped with an additional pump connected by an input to the separator and an output to the entrance to the nozzle of the jet pump.

Как показали проведенные исследования, установка на входе в насос струйного насоса позволяет повысить давление на входе в насос и, как следствие, повысить давление на выходе из насоса без изменения характеристик самого насоса. В результате увеличивается давление подачи жидкой рабочей среды в сопло жидкостно-газового эжектора, что позволяет увеличить глубину создаваемого эжектором вакуума и производительность эжектора. Одновременно увеличивается антикавитационный запас работы самого насоса. Добиться этого можно несколькими путями. Один из вариантов реализации поставленной задачи - перепуск части жидкой рабочей среды с выхода насоса на вход в сопло струйного насоса, подключенного выходом к входу в насос и входом перекачиваемой среды - к сепаратору. Установка на входе в насос струйного насоса, в отличие от простого перепуска части жидкой рабочей среды с выхода насоса на его вход (байпас), позволяет обеспечить перепуск жидкой рабочей среды без снижения производительности по жидкой рабочей среде, подаваемой в сопло жидкостно-газового эжектора. Это достигается в результате того, что струйный насос обеспечивает не только повышение давления на входе в насос, но и увеличивает количество подводимой на вход насоса жидкой рабочей среды. В результате с ростом давления на выходе насоса растет и производительность последнего. Часть этого "избытка" и используется для подачи в сопло струйного насоса. Другой вариант выполнения установки, в отличие от описанного выше, предполагает подачу в сопло струйного насоса жидкой рабочей среды (эжектирующей среды) от постороннего источника. Данный вариант более предпочтителен, когда в ходе работы установки предполагается не только откачка и сжатие газообразной среды, но и подача (перекачка) жидкой рабочей среды. Кроме того, данный вариант выполнения установки позволяет проводить постоянное обновление жидкой рабочей среды, которая циркулирует в установке, что бывает целесообразно делать, когда жидкая рабочая среда вступает в реакцию с откачиваемым газом, что позволяет использовать данные установки одновременно как химические реакторы, например при производстве соляной кислоты. As the studies showed, the installation of a jet pump at the pump inlet allows increasing the pressure at the pump inlet and, as a result, increasing the pressure at the pump outlet without changing the characteristics of the pump itself. As a result, the supply pressure of the liquid working medium to the nozzle of the liquid-gas ejector increases, which allows to increase the depth of the vacuum created by the ejector and the productivity of the ejector. At the same time, the anti-cavitation reserve of the pump itself increases. There are several ways to achieve this. One of the options for the implementation of the task is to transfer part of the liquid working medium from the pump outlet to the inlet of the jet pump nozzle, which is connected to the separator by the outlet to the pump inlet and the inlet of the pumped medium. The installation of a jet pump at the inlet to the pump, in contrast to a simple bypass of a part of the liquid working medium from the pump output to its inlet (bypass), allows for the bypass of the liquid working medium without reducing the productivity of the liquid working medium supplied to the nozzle of the liquid-gas ejector. This is achieved as a result of the fact that the jet pump provides not only an increase in pressure at the pump inlet, but also increases the amount of liquid working medium supplied to the pump inlet. As a result, with increasing pressure at the pump outlet, the productivity of the latter also increases. Part of this "excess" is used to feed the jet pump into the nozzle. Another embodiment of the installation, unlike the one described above, involves supplying a liquid working medium (ejection medium) from an external source to the nozzle of the jet pump. This option is more preferable when, during the operation of the installation, it is assumed not only to pump out and compress the gaseous medium, but also to supply (pump) the liquid working medium. In addition, this embodiment of the installation allows for continuous updating of the liquid working medium that circulates in the installation, which can be advisable when the liquid working medium reacts with the pumped gas, which makes it possible to use these plants simultaneously as chemical reactors, for example, in the production of salt acids.

Возможен также вариант использования дополнительного насоса, который подает жидкую рабочую среду из сепаратора в сопло струйного насоса. В данном варианте предоставляется возможность увеличить производительность установки, либо обеспечить ту же самую производительность при использовании насосов меньшей производительности, что в ряде случаев сделает установку более компактной. It is also possible to use an additional pump, which delivers the liquid working medium from the separator to the nozzle of the jet pump. In this option, it is possible to increase the productivity of the installation, or to ensure the same performance when using pumps of lower capacity, which in some cases will make the installation more compact.

Еще одна из проблем, которая может быть решена описываемой установкой - обеспечение надежной работы установки при поддержании в сепараторе давления ниже атмосферного. Данная проблема возникает, когда описываемая насосно-эжекторная установка используется в качестве первой ступени многоступенчатой вакуумной установки. В этих условиях струйный насос позволяет дожимать жидкую рабочую среду до давления, которое необходимо для обеспечения нормальной и стабильной работы насоса без увеличения давления в сепараторе. Another problem that can be solved by the described installation is to ensure reliable operation of the installation while maintaining the pressure in the separator below atmospheric. This problem occurs when the described pump-ejector unit is used as the first stage of a multi-stage vacuum unit. Under these conditions, the jet pump allows you to squeeze the liquid working medium to the pressure that is necessary to ensure normal and stable operation of the pump without increasing the pressure in the separator.

И последнее, установка струйного насоса на входе в насос позволяет путем регулирования производительности струйного насоса, что сделать очень не сложно, например регулированием подачи жидкой рабочей среды в сопло струйного насоса, регулировать в широком диапазоне режим работы насосно-эжекторной установки, причем это можно сделать без использования сложной системы регулирования режима работы насоса. And lastly, installing a jet pump at the pump inlet allows controlling the productivity of the jet pump, which is not very difficult, for example, by regulating the supply of a liquid working medium to the nozzle of a jet pump, to regulate the operation of the pump-ejector unit over a wide range, and this can be done without use of a complex system for regulating the operation of the pump.

Таким образом, описанные выше варианты реализации насосно-эжекторной установки позволяют достигнуть выполнения поставленной в изобретении задачи - повысить надежность работы установки, независимо от того, выше или ниже атмосферного давление в сепараторе установки, а также увеличить эффективность работы установки и расширить диапазон регулирования режима работы установки. Thus, the above-described embodiments of the pump-ejector installation allow us to achieve the objective of the invention - to increase the reliability of the installation, regardless of whether the atmospheric pressure in the separator is higher or lower, and also to increase the efficiency of the installation and expand the range of regulation of the operation mode of the installation .

На фиг. 1 представлена принципиальная схема насосно-эжекторной установки с перепуском жидкой рабочей среды с выхода насоса, на фиг.2 представлена принципиальная схема насосно-эжекторной установки с подачей жидкой рабочей среды в сопло струйного насоса из источника эжектирующей среды. In FIG. 1 is a schematic diagram of a pump-ejector installation with a bypass of a liquid working medium from the pump outlet; FIG. 2 is a schematic diagram of a pump-ejector installation with a liquid working medium supplied to a nozzle of a jet pump from a source of an ejection medium.

Насосно-эжекторная установка (по фиг. 1) содержит сепаратор 1, жидкостно-газовый эжектор 2, подключенный входом газообразной среды к источнику 3 откачиваемой газообразной среды, выходом - к сепаратору 1 и входом в сопло - к выходу насоса 4. Установка снабжена струйным насосом 5, подключенным выходом - к входу в насос 4, входом в сопло - к выходу насоса 4 и входом перекачиваемой среды - к сепаратору 1. The pump-ejector installation (according to Fig. 1) contains a separator 1, a liquid-gas ejector 2 connected to the input of the gaseous medium to the source 3 of the evacuated gaseous medium, the output to the separator 1 and the entrance to the nozzle to the outlet of the pump 4. The installation is equipped with a jet pump 5, the connected output - to the entrance to the pump 4, the entrance to the nozzle - to the output of the pump 4 and the input of the pumped medium - to the separator 1.

В другом варианте выполнения (по фиг.2) насосно-эжекторная установка отличается от выше описанной по фиг.1 тем, что сопло струйного насоса 5 подключено не к выходу насоса 4, а к источнику 6 эжектирующей среды. In another embodiment (FIG. 2), the ejector installation differs from the above described in FIG. 1 in that the nozzle of the jet pump 5 is connected not to the outlet of the pump 4, but to the source 6 of the ejection medium.

Возможен также вариант выполнения установки, когда установка по любому из описанных выше вариантов снабжена дополнительным насосом 7, который входом подключен к сепаратору 1 и выходом - к соплу струйного насоса 5. An installation option is also possible when the installation according to any of the above options is equipped with an additional pump 7, which is connected inlet to the separator 1 and the output to the nozzle of the jet pump 5.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Сепаратор 1 предварительно заполняют необходимым количеством жидкой рабочей среды, которое может составлять, например, треть объема сепаратора. Насосом 4 жидкая рабочая среда подается одновременно в сопло струйного насоса 5, который откачивает жидкую рабочую среду из сепаратора 1 и подает ее в насос 4, и в сопло жидкостно-газового эжектора 2, который откачивает газообразную среду из источника 3, сжимает ее и подает в смеси с жидкой рабочей средой в сепаратор 1. В сепараторе 1 газожидкостная смесь разделяется на сжатый газ и жидкую рабочую среду. Сжатый газ, в зависимости от назначения установки, подается из сепаратора 1 потребителю или отводится из сепаратора 1 в окружающую среду. Жидкая рабочая среда из сепаратора 1 отводится на вход откачиваемой среды струйного насоса 5 и далее струйным насосом 5 подается на вход насоса 4. The separator 1 is pre-filled with the required amount of a liquid working medium, which can be, for example, a third of the volume of the separator. With pump 4, the liquid working medium is simultaneously supplied to the nozzle of the jet pump 5, which pumps the liquid working medium from the separator 1 and delivers it to the pump 4, and to the nozzle of the liquid-gas ejector 2, which pumps the gaseous medium from the source 3, compresses it and feeds mixtures with a liquid working medium in the separator 1. In the separator 1, the gas-liquid mixture is separated into compressed gas and a liquid working medium. Compressed gas, depending on the purpose of the installation, is supplied from the separator 1 to the consumer or is taken from the separator 1 to the environment. The liquid working medium from the separator 1 is discharged to the input of the pumped medium of the jet pump 5 and then the jet pump 5 is fed to the input of the pump 4.

В другом варианте выполнения в сопло струйного насоса 5 подается жидкая рабочая среда из источника 6 эжектирующей среды. Далее работа насосно-эжекторной установки ничем не отличается от описанной выше, а именно струйный насос 5 подает смесь жидких рабочих сред источника 6 и из сепаратора 1 на вход насоса 4, последний подает жидкую рабочую среду в сопло жидкостно-газового эжектора 2, который откачивает газообразную среду и подает газожидкостную смесь в сепаратор 1, где смесь разделяется на сжатый газ и жидкую рабочую среду. Поскольку в данном варианте выполнения установки в последнюю постоянно подается от источника 6 жидкая рабочая среда, необходимо из установки постоянно отводить излишек жидкой рабочей среды, что можно сделать, отбирая жидкую рабочую среду из сепаратора 1 или, например, с выхода насоса 4. In another embodiment, a liquid working medium is supplied to the nozzle of the jet pump 5 from the source 6 of the ejection medium. Further, the operation of the pump-ejector installation is no different from that described above, namely, the jet pump 5 delivers the mixture of liquid working media of the source 6 and from the separator 1 to the inlet of the pump 4, the latter supplies the liquid working medium to the nozzle of the liquid-gas ejector 2, which pumps out the gaseous medium and feeds the gas-liquid mixture into the separator 1, where the mixture is separated into compressed gas and a liquid working medium. Since in this embodiment, the installation of the last fluid from the source 6 is constantly supplied from the source 6, it is necessary to constantly remove excess fluid from the installation, which can be done by taking the liquid working medium from the separator 1 or, for example, from the outlet of the pump 4.

В случае установки дополнительного насоса 7, он подает жидкую рабочую среду из сепаратора 1 в сопло струйного насоса 5, причем эта подача может производиться одновременно с подачей жидкой рабочей среды насосом 4 или от источника 6, либо в период отсутствия подачи жидкой рабочей среды насосом 4 или от источника 6. In the case of installing an additional pump 7, it supplies the liquid working medium from the separator 1 to the nozzle of the jet pump 5, and this flow can be carried out simultaneously with the supply of the liquid working medium by the pump 4 or from the source 6, or in the absence of the liquid working medium by the pump 4 or from source 6.

Данная установка может быть использована в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, где требуется откачка и сжатие газообразной среды. This installation can be used in chemical, petrochemical, food and other industries where pumping and compression of a gaseous medium is required.

Claims

1. The pump-ejector installation containing a separator, a liquid-gas ejector connected to the input of the gaseous medium to the source of the pumped medium, the output to the separator and the entrance to the nozzle to the pump outlet, characterized in that the installation is equipped with a jet pump connected to the input to the input into the pump, the inlet to the nozzle - to the outlet of the pump and the inlet of the pumped medium - to the separator.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional pump connected to the input to the separator and the output to the entrance to the nozzle of the jet pump.

3. A pump-ejector installation comprising a separator, a liquid-gas ejector connected to the source of the evacuated medium by the input of the gaseous medium, the output to the separator and the entrance to the nozzle to the pump output, characterized in that the installation is equipped with a jet pump connected to the input to the input into the pump, by the entrance to the nozzle - to the source of the ejection medium and the entrance of the pumped medium - to the separator.